井下采煤技術(shù)及采煤工藝選擇探討

王偉

摘 要：為了確保在特殊的工作環(huán)境中順利完成工作任務(wù)，礦井工作人員應(yīng)當(dāng)具備較為堅(jiān)實(shí)的技能基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)井下采煤工藝和技術(shù)等有深入了解。文章主要是對(duì)當(dāng)前我國(guó)采煤技術(shù)和工藝的進(jìn)展進(jìn)行了分析，目的是為井下工作提供理論參考。

關(guān)鍵詞：井下；采煤技術(shù)；采煤工藝

相比其他行業(yè)，煤礦行業(yè)有許多特殊的地方，主要表現(xiàn)在工作環(huán)境和工作強(qiáng)度上。而同時(shí)煤礦產(chǎn)業(yè)又是我國(guó)第一產(chǎn)業(yè)中非常重要的一部分，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大推動(dòng)作用不可忽視。近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)井下開(kāi)采技術(shù)也在不斷發(fā)展，采煤工藝更科學(xué)，采煤整體效能大大提升。在如何從多樣化的采煤工藝中選取一種最適合井下環(huán)境和工作需求的，就成為井下采煤的關(guān)鍵。

1 煤層地質(zhì)情況會(huì)對(duì)采煤和采煤技術(shù)產(chǎn)生怎樣的影響

1.1 煤層地質(zhì)情況對(duì)于采煤的影響分析

煤礦產(chǎn)業(yè)應(yīng)當(dāng)是我國(guó)重要的、兼?zhèn)漭^高能源和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的一種產(chǎn)業(yè)，有許多內(nèi)外因素都會(huì)對(duì)采煤造成一些影響，而其中煤層地質(zhì)的影響是比較明顯的。因此需要詳細(xì)了解礦井的煤層地質(zhì)情況才能確定所要采用的采煤技術(shù)。如果煤層較薄，發(fā)生超前和冒頂?shù)母怕蕰?huì)較高，而如果煤層過(guò)厚，就有可能使采煤設(shè)備收到破壞，進(jìn)而影響到采煤總產(chǎn)量。

除了厚薄之外，煤層的強(qiáng)弱度、抗壓性、密度大小等，也是選擇采煤技術(shù)時(shí)必須參考的因素。尤其是應(yīng)當(dāng)考慮到煤層開(kāi)采深度所有可能導(dǎo)致的冒放問(wèn)題，隨著開(kāi)采深度的加大，發(fā)生冒放的可能性就會(huì)增加，因而實(shí)際井下開(kāi)采時(shí)，最適宜的深度應(yīng)當(dāng)是地下400米以上，要在對(duì)煤層情況詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上確定最貼合實(shí)際的采煤技術(shù)工藝。

1.2 井下采煤技術(shù)工藝的具體介紹

近年來(lái)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也推動(dòng)了我國(guó)井下采煤技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)然相比西方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家尚有不足。目前我國(guó)井下采煤中使用最多的是連采技術(shù)，借助于煤房針（六米左右）來(lái)分割所要開(kāi)采的煤層，這樣就會(huì)形成長(zhǎng)方形或是正方形的煤柱，對(duì)于形成的煤柱再進(jìn)行挖掘或是開(kāi)采，以實(shí)現(xiàn)回收的目的，并逐步掘進(jìn)煤房。在常規(guī)情況下，所挖掘的煤房大約在三到四個(gè)左右，主要是使用采煤機(jī)回收煤柱的。實(shí)踐中一般是以運(yùn)輸機(jī)和梭車(chē)來(lái)完成操作，機(jī)械化的操作大大縮短了工作時(shí)間。

第二種被經(jīng)常應(yīng)用的技術(shù)是炮采技術(shù)，即爆破采煤，分為裝煤和運(yùn)煤兩個(gè)環(huán)節(jié)，前一個(gè)環(huán)節(jié)是人工操作，即借助于單體支柱支撐空間頂板，通過(guò)爆破來(lái)讓煤礦均勻落下，后一個(gè)環(huán)節(jié)是由機(jī)器運(yùn)送，這樣就減少了頂板的受損概率。

第三種采煤技術(shù)具有綜合機(jī)械化特點(diǎn)，即盡量多的使用各種機(jī)器設(shè)備，減少人工操作，這樣就會(huì)大大減少事故問(wèn)題的發(fā)生，同時(shí)工作效率也更高。而這種采煤技術(shù)的關(guān)鍵在于工作面的安裝和回撤，因而就要求工作人員有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，煤層傾斜角應(yīng)當(dāng)?shù)陀?5度，巷道構(gòu)造不能過(guò)于復(fù)雜，要求煤層具有較高的穩(wěn)固性，頂板和底板固定性較高，否則這種綜合機(jī)械化的采煤技術(shù)就有可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)最高效能。

2 井下采煤技術(shù)工藝發(fā)展現(xiàn)狀和選擇研究

2.1 井下采煤技術(shù)工藝發(fā)展現(xiàn)狀概述

我國(guó)是一個(gè)煤礦資源非常豐富的國(guó)家，在我國(guó)許多地區(qū)都埋藏著大量煤炭，目前我國(guó)煤炭開(kāi)采量是不斷增加的，而且開(kāi)采技術(shù)也越來(lái)越高端，不僅僅是開(kāi)采效率提升，而且開(kāi)采中的耗損也更少。近三十年來(lái)，我國(guó)采煤技術(shù)機(jī)械化特征越來(lái)越明顯，傳統(tǒng)回采工藝得到不斷改善，具備普通機(jī)械化和綜合機(jī)械化特點(diǎn)的機(jī)器設(shè)備越來(lái)越多，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，尤其是綜合機(jī)械化的采煤技術(shù)開(kāi)始用電牽引，技術(shù)流程更完備，功率更高。普通機(jī)械設(shè)備也不斷創(chuàng)新，如鏈牽引雙滾筒采煤機(jī)等成效明顯。正是由于技術(shù)的不斷提升，才使得我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)得到更大的發(fā)展動(dòng)力，而如何根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境和任務(wù)具體要求來(lái)選擇最合適的采煤技術(shù)工藝，是目前被廣泛關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。

2.2 如何選擇井下采煤技術(shù)工藝

井下采煤技術(shù)工藝的選擇，有一些原則是不可忽視的，因?yàn)檫@些原則與采煤工作有非常密切的關(guān)系，一旦忽視或是違反了這些原則，就有可能出現(xiàn)問(wèn)題。這些原則主要體現(xiàn)在采煤的安全性、經(jīng)濟(jì)性和回采率方面，即具體的說(shuō)就是要提高采煤安全指數(shù)，提高經(jīng)濟(jì)價(jià)值，提高回采率。只有遵循這些原則來(lái)選擇采煤技術(shù)工藝，才能夠?qū)崿F(xiàn)控制資源損耗、減少人力成本的目的，同時(shí)這些原則也更多的考慮到了環(huán)保要求。如果是普通采煤技術(shù)，則要求是價(jià)格成本更低，產(chǎn)量適中，技術(shù)使用范圍較廣。如果地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜、礦井規(guī)模不大，同時(shí)可推進(jìn)采煤工作面距離較短，那么就可以采用這種技術(shù)。在上述條件下，普通采煤工藝的應(yīng)用效率更高，同時(shí)技術(shù)成本也得到有效控制。目前在我國(guó)絕大多數(shù)的中小型礦井中，都是應(yīng)用普采技術(shù)工藝。

而綜合性的采煤技術(shù)工藝，其特點(diǎn)就是煤炭產(chǎn)量相比普采技術(shù)更高，能源耗用較少，安全事故概率較低，同時(shí)出煤耗用時(shí)間更短，勞動(dòng)強(qiáng)度有所降低。但是這種技術(shù)的成本較高，而且對(duì)于設(shè)備有一定要求。要應(yīng)用綜合采煤技術(shù)，首先是要對(duì)煤層情況作出分析，建立更科學(xué)的礦井生產(chǎn)系統(tǒng)，以確保能夠充分發(fā)揮這種技術(shù)開(kāi)采效率高、管理高效的特點(diǎn)。上文中已經(jīng)提及，目前在我國(guó)，在煤層構(gòu)造不復(fù)雜，儲(chǔ)存比較穩(wěn)定，煤層傾角低于五十度的情況下，會(huì)應(yīng)用綜合采煤技術(shù)工藝。

連采技術(shù)工藝的特點(diǎn)是出煤效率較高，工作時(shí)間較少，成本較低，而且適應(yīng)性較強(qiáng)，同時(shí)機(jī)械設(shè)備應(yīng)用較多，人工操作較少，因而不易引發(fā)事故問(wèn)題。但是這種技術(shù)也有缺點(diǎn)，就是通風(fēng)條件不夠理想，回采效率較低，相比炮采工藝是有一定優(yōu)越性的。連采技術(shù)工藝需要在特定煤層地質(zhì)條件下才可應(yīng)用，例如煤層地質(zhì)構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，開(kāi)采深度較小，傾斜角低于十五度等，目前在我國(guó)，連采技術(shù)工藝一般是作為開(kāi)采大型礦井的輔助技術(shù)。

相比上述幾種技術(shù)，炮采技術(shù)工藝的要求較低，爆破技術(shù)工藝的操作比較簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，經(jīng)過(guò)一些簡(jiǎn)單培訓(xùn)后就能夠基本掌握，生產(chǎn)技術(shù)管理較易進(jìn)行。而這種技術(shù)的缺點(diǎn)是單產(chǎn)效率不高，勞動(dòng)條件比較困難。我國(guó)有許多礦井煤層地質(zhì)條件復(fù)雜，無(wú)法應(yīng)用機(jī)械設(shè)備，而這時(shí)候就可以應(yīng)用炮采技術(shù)工藝，例如地質(zhì)狀況不穩(wěn)定，傾斜相對(duì)較低的煤層等。

由上可知，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步使我國(guó)采煤技術(shù)工藝也得到了極大提升，機(jī)械應(yīng)用也來(lái)越多，即便是在一些煤層地質(zhì)狀況復(fù)雜的環(huán)境中，也可以找到比較實(shí)用的技術(shù)。同時(shí)從當(dāng)前我國(guó)煤礦實(shí)際分析，采煤技術(shù)工藝直接關(guān)系到采煤效能、成本和安全性，因而其重要性更為凸顯。因此選擇一種最適合采煤任務(wù)要求和地質(zhì)環(huán)境的技術(shù)，則有利于采煤效能的提升。必須明確，采煤技術(shù)工藝的要求，不僅僅是要提高采煤效率，減少工作時(shí)間和成本，更應(yīng)當(dāng)重視安全性要求，從這一角度來(lái)說(shuō)，今后采煤技術(shù)的要求將著重體現(xiàn)于兩個(gè)方面，即采煤技術(shù)的創(chuàng)新性和工藝選擇的科學(xué)性，這樣才能確保我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定成長(zhǎng)。

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